1、 L195柴油機連桿機加工藝規程及銑削結合面專用機床設計 東 北 大 學2015 年 6 月L195 diesel engine connecting rod machining process planning and joint surface milling machine tools for designNortheastern UniversityJune 2015i東北大學畢業設計（論文） 摘要 L195柴油機連桿機加工藝規程及銑削結合面專用機床設計摘 要 連桿作為柴油機的重要組成部分，其結構簡單、工作可靠，而且能實現多種運動規律和軌跡。雖然現在的計算機技術水平很高，但對連桿加工方

2、法和設計方法的研究，仍然是許多數學家、工程技術人員和自然科學家研究的熱點。 本文的內容主要是制定L195柴油機連桿零件機械加工的工藝規程及完成對其中銑削結合面專用機床的設計。在連桿的實際工作中，它承受著沖擊載荷，因此要求連桿質量小、強度高、剛度好。由于連桿的外型較復雜，不易定位，而且大、小頭靠細長的桿身連接，剛性較差，容易變形；同時，尺寸公差、形狀和位置公差要求很嚴，內孔表面要求粗糙度小；此外，還要求加工設備經濟合理、符合環保要求，而這些都給連桿的機械加工帶來了很多困難。本文從這一系列的問題出發，有針對性的討論了連桿的加工方法和某特定工序專用機床的設計過程。 本文主要由九個章節組成，討論的具體

3、問題是：第一章的緒論部分主要講述了本課題的目的與意義、機械制造業中柴油機連桿及專用機床的發展狀況；第二章主要包括連桿零件的分析、連桿毛坯的選擇、確定生產綱領；第三章主要論述了連桿工藝規程的制定過程；第四章是確定連桿機械加工中的工序余量及毛坯尺寸；第五章的工序設計部分主要討論每道工序切削用量的選擇與確定，機床、刀具、量具、夾具的選擇，時間定額的確定；第六章主要敘述了銑削結合面專用機床主軸箱的設計過程；第七章則敘述了銑削結合面專用機床工作臺的設計過程；第八章從經濟性和環保方面分析了機械設計與制造的過程中所要注意的問題；文最后部分為外文原文與翻譯。 由上可知，在本文的完成當中，要綜合運用先前所學的專

4、業知識與技能，結合相關的實踐環節進行機械技術人員的基本訓練，逐步提高自己的理論水平、構思能力，特別是提高提出問題、分析問題、解決問題的能力，為以后的學習和工作打下寬廣而堅實的基礎。關鍵詞 ： 連桿 工藝規程 專用機床 主軸箱 工作臺iii東北大學畢業設計（論文） Abstract L195 diesel engine connecting rod machining process planning and joint surface milling machine tools for design Abstract Connecting rod as an important part of

5、 diesel engine.Its simple structure, reliable operation,And to achieve a variety of motion and path.Although today's computer technology level is very high,But for connecting rod processing method and the design method of research,Is still many mathematicians, engineers and natural scientists re

6、search hot spot. The main content of this article is for L195 diesel engine connecting rod parts machining process planning and design of the machine special milling surface.In actual work connecting rod,It is under impact load,Thus connecting rod quality is small, high strength and good rigidity.Du

7、e to the complicated shape of connecting rod, not easy to locate, and large and small head on a slender shaft connection, poor rigidity, easy to deformation;In the meantime, the tolerance of size, shape and position tolerance is strict, the inner hole surface requirement roughness is small;In additi

8、on, it also requires processing equipment economic and reasonable, accord with environmental protection requirement,And these are brought many difficulties for connecting rod machining.In this paper, starting from this series of problems,Targeted connecting rod processing method is discussed and the

9、 specific process of special machine tool design process. This paper mainly consists of nine chapters,The specific issues to be discussed are:First chapter the introduction part mainly tells the story of the purpose of this subject and the significance, diesel engine connecting rod in the mechanical

10、 manufacturing industry and the development of special machine tools;The second chapter mainly includes the analysis of the connecting rod parts, the choice of connecting rod blank, determine the production platform;The third chapter mainly discusses the connecting rod process planning formulation p

11、rocess;The fourth chapter is to determine the process of connecting rod machining allowance and blank dimensions;Chapter v process design part mainly discuss cutting parameter selection and determine to each working procedure, machine tools, cutting tools, measuring tool, fixture, the choice of the

12、determination of time quota;The sixth chapter mainly describes the milling surface design process of the special machine tool spindle box;Chapter 7 describes the milling surface design process of the special machine table;The eighth chapter analyzed from the aspects of economy and environmental prot

13、ection in the process of mechanical design and manufacturing to pay attention to the problem;The last part is the original foreign language and translation. By the known,In the completion of this paper, the integrated use of previously learned professional knowledge and skills,With the practice of r

14、elated machinery technical personnel's basic training,Gradually improve their theoretical level and ideation,Especially raise questions, the ability to analyze and solve problems,For future study and work to lay a broad and solid foundation.Key words: Connecting rod echnical schedule  Speci

15、al machine tool The spindle box The workbench v東北大學畢業設計（論文） 目錄目錄畢業設計（論文）任務書i摘 要iiAbstractiii第一章 緒 論- 1 -1.1 課題的內容、目的及意義- 1 -1.2 機械制造業中柴油機連桿的發展狀況- 1 -1.3 機械制造業中專用機床的發展狀況- 2 -第二章 零件分析42.1 連桿在柴油機中的位置和作用42.2 連桿的組成、結構特點及結構工藝性分析42.3 毛坯的選擇- 6 -2.3.1 連桿生產方式及材料- 6 -2.3.2 毛坯選擇應考慮的因素- 6 -2.3.3 連桿鍛造的工藝方案- 7 -2.

16、4 計算生產綱領，確定生產類型- 7 -2.4.1 生產綱領- 7 -2.4.2 生產類型的劃分- 7 -第三章 工藝規程設計- 8 -3.1 定位基準的選擇- 8 -3.1.1 基準的選擇原則- 8 -3.1.2 連桿定位基面的選擇- 8 -3.2 零件表面加工工藝過程的安排- 8 -3.3 制定工藝路線- 9 -第四章 確定機械加工余量及毛坯尺寸- 11 -4.1 確定加工余量- 11 -4.2 確定毛坯基本尺寸- 13 -第五章 工序設計- 14 -5.1 切削用量的確定方法- 14 -5.1.1 切削深度的選擇- 14 -5.1.2 進給量的選擇- 14 -5.1.3 切削速度的選擇-

17、 14 -5.2 機床、刀具、量具、夾具的選擇- 15 -5.3 時間定額的確定- 15 -5.4 確定切削用量和基本時間- 16 -第六章 銑削結合面專用機床主軸箱的設計306.1 專用機床的結構組成及總體方案設計306.2 設計該專用機床主軸箱所涉及的主要技術參數306.3主電機的選擇- 31 -6.4 主傳動方案擬定- 31 -6.4.1 確定傳動比- 31 -6.4.2主軸傳動齒輪的設計計算- 32 -6.5 傳動軸的估算及校核- 37 -6.5.1 傳動軸直徑的估算- 37 -6.5.2 主軸強度校核- 38 -6.6 結構設計及說明- 38 -6.6.1 展開圖及其布置- 38 -

18、6.6.2 每對齒輪設計- 38 -6.6.3 傳動軸的設計- 39 -6.6.4 主軸組件設計- 39 -6.6.5 主軸軸承- 39 -6.6.6潤滑與密封- 40 -第七章 銑削結合面專用機床工作臺的設計417.1 工作臺的總體方案設計417.2 設計該工作臺所涉及的主要參數417.3 工作臺外形尺寸初步估算- 42 -7.4 滾動導軌副的計算、選擇- 42 -7.5 滾珠絲杠選擇- 43 -7.6 進給電機功率及電機型號的確定- 45 - 7.7 齒輪設計、計算- 46 -第八章 技術經濟性和環境保護分析- 47 -8.1 技術經濟性分析- 47 -8.2 環境保護分析- 48 -總結

19、- 49 -參考文獻- 50 -結束語- 52 -附錄A：外文翻譯原文- 53 -附錄B：外文翻譯譯文- 53 -viii東北大學畢業設計（論文） 第一章 緒論第一章 緒 論1.1 課題的內容、目的及意義 本課題的主要內容是L195柴油機連桿零件機械加工工藝規程的制定及銑削結合面專用機床的設計。目的是培養我們運用所學知識來獨立解決機械加工工藝規程編制和工藝裝備設計等方面的能力和繪圖能力。通過工藝設計，掌握使用手冊、圖表及技術資料的能力；培養我們樹立正確的設計思想和嚴謹的工作作風，培養我們分析和編制機械加工工藝的能力，培養我們學會調查研究，收集資料的方法，這次的課題研究是對我們綜合專業知訓的考核

20、,不僅鍛煉了我們的分析問題和解決問題的能力,還可以讓我們系統地回憶和復習所學的專業知識,同時也可以讓我們的理論知識朝著實踐的方向運用,所以這樣的課題研究是非常有意義的。1.2 機械制造業中柴油機連桿的發展狀況 近百年來，柴油機因其功率范圍大、效率高、能耗低，在各型民用工業中確立了其主導地位。新材料、新工藝、新技術的不斷開發使用，為柴油機注入了新的活力，使其在動力機械，尤其在汽車行業、船舶動力方面依然發揮著無法替代的作用。據統計，在 2000噸以上的船舶中， 柴油機作為動力的超過 95，預計這一情況仍將持續下去。受油價的影響，以及一些柴油機的缺點（比如煙度和噪聲）被一一克服，現在在乘用車市場，柴

21、油機動力開始漸漸顯示其獨特之處。 連桿是柴油機的重要零件，是柴油機傳遞動力的主要運動件，它連接著活塞和曲軸。連桿在機體中做復雜的平面運動，連桿小頭隨活塞作上下往復運動；連桿大頭隨曲軸作高速回轉運動；連桿桿身在大、小頭孔運動的合成下作復雜的擺動。其作用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿除了承受往復的慣性力之外，還要承受高壓氣體的壓力。在氣體的壓力和慣性力合成下形成交變載荷，這就要求連桿具有耐疲勞、抗沖擊，并具備足夠的強度、剛度和較好的韌性。在今天隨著工業的高速發展，“小體積、大功率、低油耗”的高性能柴油機對連桿提出更新、更高的要求：1)作為高速運

22、動件重量要輕，減小慣性力，降低能耗和噪聲；2)強度、剛度要高，并具有較高的韌性；3)連桿比要大，連桿要短。這也就意味著對連桿的設計和加工有更高的要求。 在機械制造業中，機械制造業的生產能力和發展水平，標志著一個國家或地區的科學技術水平和經濟實力。機械制造裝備的核心是金屬切削機床。精密零件的加工主要依賴切削加工來達到所需要的精度。金屬切削機床所擔負的工作量約占機器制造總工作量的4060，它的技術水平直接影響到機械制造業的產品質量和勞動生產率。換言之，一個國家的機床工業水平在很大程度上代表著這個國家的工業生產能力和科學技術水平。顯然，金屬切削機床在國民經濟現代化建設中起著不可替代的作用。 在機械制

23、造工藝中，為了達到保證產品質量，改善勞動條件，提高勞動生產效率及降低成本的目的，在工藝過程中，除機床等設備外還大量使用著各種工藝裝備。它包括夾具、模具、刀具、輔助工具及測量工具等。在機械加工工藝中，不同的夾具，不同的機床都會帶來不同的誤差，而連桿的加工要求的精度等級較高，并且連桿的加工精度直接影響柴油機的性能，所以，要做好機床某些工序的專用機床設計至關重要，做好連桿的加工工藝以及部分組合機床的設計在生產過程中具有很重要的意義。1.3 機械制造業中專用機床的發展狀況 在我國，專機床發展已有很長的歷史，其科研和生產都具有相當的基礎，應用也已深入到很多行業。是當前機械制造業實現產品更新，進行技術改造

24、，提高生產效率和高速發展必不可少的設備之一。專用機床及其自動線是集機電于一體的綜合自動化程度較高的制造技術和成套工藝裝備。它的特征是高效、高質、經濟實用，因而被廣泛應用于工程機械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業。我國傳統的專用機床及專用機床自動線主要采用機、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產批量比較大的大中型箱體類和軸類零件（近年研制的專用機床加工連桿、板件等也占一定份額），完成鉆孔、擴孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺，在孔內鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。專用機床的分類繁多，有大型專用機床和小型專用機床，有單面、雙面、三面、臥式、立式、傾斜式、復合式，還有多工位回轉

25、臺式專用機床等；隨著技術的不斷進步，一種新型的專用機床柔性組合機床越來越受到人們的青睞，它應用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動更換，配以可編程序控制器（PLC）、數字控制（NC）等，能任意改變工作循環控制和驅動系統，并能靈活適應多品種加工的可調可變的專用機床。另外，近年來專用機床加工中心、數控專用機床、機床輔機（清洗機、裝配機、綜合測量機、試驗機、輸送線）等在專用機床行業中所占份額也越來越大。 我國專用機床裝備與國外還有相當大的差距，因此我國專用機床技術裝備高速度、高精度、柔性化、模塊化、可調可變、任意加工性以及通信技術的應用將是今后的發展方向。- 60 -東北大學畢業設計（論

26、文） 第二章 零件分析第二章 零件分析 連桿是柴油機中的重要零件之一，一般采用中碳鋼或中碳鉻鋼模鍛、調質處理、機械加工而成。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成，桿身為工字形斷面，大頭孔用專用螺釘與曲柄軸頸連接在一起，孔內裝有薄壁軸瓦；大頭接合面為斜切口，定位方式為套筒定位；小頭孔內壓入青銅襯套，用以補償磨損，便于更換；小頭、大頭與桿身采用較大圓弧過渡，逐漸變化，以獲得足夠的強度和剛度。如圖圖2.1所示 圖2-1 連桿部件2.1 連桿在柴油機中的位置和作用 連桿是柴油機內曲柄連桿結構的重要組成部分，同時，曲柄連桿結構又是發動機內很重要的結構，該結構由活塞連桿組、曲軸飛輪組等兩部分組成，其功用：一是實

27、現運動的轉換；二是實現能量的傳遞。連桿連接這活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中除承受燃燒室燃氣產生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力，因此，連桿在一個復雜的應力狀態下工作。它既受交變的拉壓應力，又受彎曲應力。2.2 連桿的組成、結構特點及結構工藝性分析連桿由連桿大頭、連桿小頭和桿身等部分組成。如圖圖2-2所示： 大頭為分開式結構，連桿體與連桿蓋用專用螺釘連接，大頭孔內安裝軸瓦以減小連桿大頭孔與曲軸連桿軸頸之間的摩擦。連桿大端是配對加工的，沒有互換性，也不可以翻轉180度安裝，故在其側面打有成對標記。端蓋一般用兩根專用

28、螺釘緊固，且必須可靠鎖定，否則，產生松動就會釀成重大機械事故。另外大頭為了與曲軸的連桿頸相連，需要斷開，一般有平分和斜分兩種方式，、平分：切分面與連桿桿身垂直，汽油機多采用這種連桿。因為一般汽油機連桿大頭的橫向尺寸都小于汽缸直徑，可以方便的通過汽缸進行拆裝故常采用平切口連桿；、斜分：斜分面與連桿桿身軸線成30º60º夾角。柴油機多采用這種連桿。柴油機壓縮比大、受力較大、曲軸的連桿軸頸較粗，相應的連桿大頭尺寸往往超過了汽缸直徑為了使連桿大頭能通過汽缸、便于拆裝，但斜切后會使連桿螺釘產生剪切應力，一般都采用斜切口，最常見的是45º夾角。 小頭主要用來安裝活塞銷，以連接

29、活塞。為了減少活塞銷和連桿小頭孔的磨損及磨損后便于修理，在連桿小頭孔中壓人青銅襯套。小頭孔側面有油孔，潤滑油可由油孔進入襯套內表面，以潤滑襯套和小頭孔，使連桿與活塞銷之間轉動靈活。 連桿桿身一般采用工字形截面，從大頭到小頭尺寸逐漸減小，采用工字形主要是為了提高結構剛度、減輕重量、減少慣性力。 為了保證發動機運轉均衡，同一發動機中各連桿的質量不能相差太大。因此，在連桿部件的大、小頭端設置了去不平衡質量的凸臺，以便在稱重后切除不平衡質量。連桿的大頭和小頭端面，一般與桿身對稱。有些連桿在結構上規定有工藝凸臺、中心孔等，作為機械加工的輔助基準。 連桿的結構形式直接影響機械加工工藝的可靠性和經濟性。影響

30、連桿結構工藝性的因素，主要有以下幾方面：（1）連桿蓋和連桿體的連接方式 連桿蓋和連桿體的定位方式，主要有連桿螺釘、套筒、齒形和凸肩四種方式，本課題中采用連桿螺釘連接，螺釘孔的精度等級為4H-5H；用套筒定位，連桿體、連桿蓋與套筒配合的孔精讀為H7級。（2）連桿大、小頭厚度 考慮到加工時的定位，加工中的精度等要求，連桿大、小頭一般采用相等厚度。對于不等厚度的連桿，為了加工定位和夾緊的方便，也常在工藝過程中先按等后度加工，最后再將連桿小頭加工至所需尺寸。（3）連桿桿身油孔的大小和深度 活塞銷和連桿小頭襯套孔之間需進行潤滑，很多發動機連桿采用壓力潤滑。為此，在連桿桿身鉆有油孔，潤滑油從連桿大頭沿油孔

31、通向小頭襯套，油孔一般為Ø48mm的深孔，由于孔加工困難，有些連桿以階梯孔代替小直徑通孔，從而改善了工藝性。2.3 毛坯的選擇 在制定機械加工工藝規程時，正確地選擇毛坯的種類和形式有著重大的技術、經濟意義。毛坯種類的選擇，不僅影響著毛坯制造的工藝、設備及制造費用，而且對零件的機械加工工藝、設備和工具的消耗以及工時定額有很大的影響。毛坯的種類和質量與零件加工的質量、生產率、材料消耗以及加工成本有著密切的關系。一般來說，提高毛坯的質量可以減少機械加工勞動量、提高材料利用率、降低機械加工成本，但同時卻增加了毛坯的制造成本，兩者是互相矛盾的。在生產實際中，需要根據生產類型和毛坯制造的具體情況

32、綜合考慮。2.3.1 連桿生產方式及材料 毛坯的生產方式有：鑄造、鍛造、焊接、軋制等 對連桿材料的要求：具有較高的機械強度和剛度； 具有較高的抗疲勞強度；為減小慣性力，盡量減輕桿身重量。 連桿材料：桿身與桿端通常采用相同的材料，對于L195柴油機采用45鋼，精選含碳量為0.420.47，毛坯整體模鍛，調質處理。對于強載內燃機，采用中碳合金鋼、40Cr、35CrMo、18CrNiWA等，毛坯整體模鍛，正火處理，加工中間采用調制處理，提高強度和抗沖擊能力。近年來，有用球墨鑄鐵制造連桿的。連桿螺栓有采用中碳合金鋼、35CrMo、20CrNi、18CrNiWA等材料，鍛造表面調質處理，提高強度和韌性，

33、進行探傷、螺紋鍍銅防松處理。連桿小頭青銅襯套采用錫青銅，Cu-Sn合金、ZQSnl0-1、ZQSn6-6-3等材料。大頭薄壁軸瓦采用10、15低碳鋼，瓦背鍍錫，內表面澆鑄基白合金CuSnSb11-6或鉛基銅鉛合金ZQPb30。2.3.2 毛坯選擇應考慮的因素 生產類型。生產類型在很大程度上決定了采用哪一種毛坯制造方法是經濟的。 零件的結構形狀和外形尺寸。零件材料的力學性能。毛坯的制造方法將影響其力學性能，如鍛件的力學性能高于型材。零件材料的工藝性能。如鑄鐵和青銅只能鑄造，不能鍛造。2.3.3 連桿鍛造的工藝方案 連桿毛坯的鍛造一般采用整體鍛造。整體鍛造可以提高材料的利用率，減少結合面的加工余量

34、。加工時裝夾比較方便，而且只需要一套鍛模，一次鍛成，毛坯也只有一個，便于組織和管理。因此，一般只要不受連桿形狀和鍛造設備的限制，我們一般采用連桿的整體模鍛工藝。2.4 計算生產綱領，確定生產類型2.4.1 生產綱領 企業在計劃期內應生產的產品或零件的數量，稱之為成品或零件的生產綱領。二者之間的關系是：N=Q·m(1+a+b)式中：N零件的生產綱領（件/年）； Q產品的生產綱領（臺/年）： m每臺產品中該零件的數量（件/臺）； a備品率（一般取35）； b廢品率（一般取13）。則，N=20000·（1+4+3）=21400（臺）2.4.2 生產類型的劃分生產類型是企業生產專業

35、化程度的分類，它對零件工藝規程的制定具有決定性的影響。根據產品的尺寸大小、重量、生產綱領等因素可以將生產類型劃分為三類：單件生產、成批生產、大量生產。見表2-1：表2-1 零件生產類型的劃分生產類型重型零件中型零件輕型零件單件生產<5<20<100成批生產小批生產510020200100500中批生產1003002005005005000大批生產30010005005000500050000大量生產>1000>5000>50000 綜上，L195柴油機連桿的生產為大批生產。東北大學畢業設計（論文） 第三章 工藝規程設計第三章 工藝規程設計3.1 定位基準的選

36、擇3.1.1 基準的選擇原則1）粗基準的選擇原則 選擇粗基準的出發點是合理分配加工余量，注意保證加工面和非加工面的的相互位置精度。具體原則有：為保證工件上加工表面與非加工表面之間位置精度的要求，應選非加工表面作為粗基準。為保證工件上某重要表面的加工余量均勻，應選該表面作為作為粗基準。粗基準應盡量避免重復使用，在同一尺寸方向上一般只允許使用一次。盡量選擇平整、光滑、尺寸較大、無飛邊、無冒口或澆口的表面作為粗基準，確保定位準確、夾緊可靠。2） 精基準的選擇原則 選擇精基準的出發點是保證加工精度要求，同時要考慮使工件裝夾方便、夾具結構簡單。具體原則有基準重合。盡可能選用設計基準作為精基準，以避免由于

37、基準不重合而引起的加工誤差，尤其是在最后的精加工時更應遵循這一原則。基準統一。互為基準。當兩個表面相互位置精度要求很高時，可以相互作為精基準，反復多次進行加工。自為基準。當某些精加工表面要求余量小而均勻時，可選擇該加工表面本身作為精基準。3.1.2 連桿定位基面的選擇 在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要的基面，并用大頭處一凸臺作為另一基面。這是由于端面的面積大，定位比較穩定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統一起來，減小了定位誤差。3.2 零件表面加工工藝過程的安排 在連桿加工中有兩個重要的因素影響加工精度1） 連桿

38、本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。2） 連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時會產生較大的殘余應力，并引起內應力的重新分布。 各表面的工序安排如下。1） 兩端面：粗銑精銑；2） 小頭孔：鉆-擴-擴-粗鉸-精鉸小頭孔；3） 大頭孔：粗鏜半精鏜精鏜；4） 螺栓孔：鉆孔擴孔鉸孔。 一些次要表面的加工，則是需要和可能安排在工藝過程的中間或左右。3.3 制定工藝路線 該件精度要求較高，加工應劃分粗加工、精加工和精整三個階段，在粗加工和精加工階段，平面和孔交替反復加工，逐步提高精度。為保證達到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度和各項技術要求，必須制定合理的工藝路線。由于生產綱領為大

39、批生產，并考慮部分相互位置精度要求較高，且加工設備多以通用機床為主，因此采用工序集中。又因為連桿屬于平面輪廓尺寸較大的零件，所以采用“先面后孔”的原則，因為平面定位比較穩定可靠。根據“先面后孔”的原則在工藝過程的開始先將上述定位基準面加工出來，在每個加工階段均先加工平面，再加工平面上的孔，以保證加工質量。最后得出的具體工藝路線如下：毛坯：模鍛、調質處理、拋丸（去氧化皮）；1.粗銑、精銑兩端面；2.鉆-擴-擴-粗鉸-精鉸小頭孔；3.銑大頭、小頭側面定位面；4.銑螺釘孔座面；5.銑開連桿體、連桿蓋；6.連桿表面磁力探傷、退磁;7.精銑連桿體、連桿蓋接合面;8.連桿體、蓋接合面鉆孔-擴孔-鉸孔-攻絲

40、-倒角；9.去毛刺、清洗；10.用專用螺釘連接連桿體、連桿蓋，打成對標記；11.磨連桿兩端面;12.粗鏜、半精鏜大頭孔；13.小頭孔壓入銅襯套；14.精鏜大、小頭孔；15.滾壓小頭孔；16.拆開連桿體、連桿蓋；17.銑大頭軸瓦定位槽：18.鉆小頭油孔、锪孔；19.裝配連桿體、連桿蓋；20.銑小頭兩端面，大、小頭孔倒角；21.稱重、去重；22.去毛刺、清洗；23.檢驗尺寸、精度；24.入庫.東北大學畢業設計（論文） 第四章 確定機械加工余量及毛坯尺寸第四章 確定機械加工余量及毛坯尺寸 為了達到零件圖規定的技術要求，一般要對毛坯進行若干次的切削加工，切除一層層的金屬，最后才能獲得所要求的零件。我們

41、把工件上留作加工用的金屬層厚度稱為加工余量。加工余量又有總余量和工序余量之分。4.1 確定加工余量 該連桿材料為45鋼，屈服強度s=355MPa,抗拉強度b=600MPa,采用錘上模鍛鍛造而成，且為大批生產。、連桿兩端面查5表2.313 已知零件長L=300mm,寬B=120mm,高H=38mm，查得毛坯余量為2.25mm,高度偏差，由于當零件表面粗糙度Ra要求大于12.5um或小于Ra為0.8um時，應將該處的加工余量減少或增加0.25-0.5mm,故取連桿端面的單面余量為2.5mm. 其中連桿大頭端面的加工路線：粗銑精銑磨查5表2.359、表2.26及10的表431得連桿兩端面工序余量，見

42、4-1表：表4-1 加工連桿大頭各工序余量 工藝名稱單面余量（mm）經濟精度工序尺寸（mm）尺寸公差表面粗糙度（um）粗銑1.2IT1140.640H1112.5-3.2精銑1.0IT1038.638.6H103.2-0.4磨0.3IT73838H71.6注：小頭端面在磨后還要進行銑削，由于小頭端面尺寸，精度等級為IT12，表面粗糙度為6.3um,則采用粗銑，工序單面余量為2mm.、連桿大頭孔由于大頭孔直徑較大，該毛坯孔先由鍛造而成，查5表2.3-26得其半精余量為3.62mm,則取毛坯孔毛坯的直徑余量7.2mm.其中大頭孔的加工路線：粗鏜-半精鏜精鏜查5表2.3-48、2.3-50及10表4

43、-31得連桿大頭孔工序余量，如表4-2：表4-2 加工連桿大頭孔的各工序余量工藝名稱直徑余量（mm）經濟精度工序尺寸（mm）尺寸公差表面粗糙度（um）粗鏜6.1IT1368.968.9H1312.5-6.3半精鏜1.0IT1169.969.9H116.3-3.2精鏜0.1IT67070H63.2-0.8、連桿小頭孔連桿大頭由于直徑較小，模鍛毛坯小頭為實心。其加工路線為：鉆擴擴粗鉸精鉸查10表521、表4-31及5表2.2-2得連桿小頭孔工序余量，如表4-3：表4-3 加工連桿小頭孔的各工序余量工藝名稱直徑余量（mm）經濟精度工序尺寸（mm）尺寸公差表面粗糙度（um）鉆25.0IT1125.02

44、5H1125-6.3擴孔鉆12.0IT1137.037H1112.5-6.3擴孔鉆1.75IT1038.7538.75H1012.5-6.3粗鉸0.18IT938.9338.93H96.3-1.6精鉸0.07IT73939H71.6-0.8、連桿結合面為了保證連桿大頭模鍛毛坯在切斷面及精銑之后連桿體、連桿蓋連接仍為整圓，則需要在鍛造時留出合適得加工余量。采用用高速鋼切斷銑刀，查冊5表2.4-90得=2mm,則預留切斷時加工工序余量2mm;由于結合面要求的粗糙度Ra為1.6um,查10表4-31得，用面銑刀精銑后表面粗糙度范圍（3.2-0.4）um,則結合面采用精銑，查10表5-30得本工序加工

45、單面余量為0.6mm,則雙面余量為1.2mm，鍛造毛坯預留總余量為3.2mm。則連桿結合面工序余量如表4-4：表4-4 加工連桿銑削結合面的各工序余量工藝名稱單面余量（mm）經濟精度尺寸公差表面粗糙度（um）銑斷2.0IT12H123.2精銑1.2IT10H101.6、連桿結合面螺孔及定位孔 該工序的工藝路線為：鉆孔-擴孔-鉸孔-攻絲查5表2.2-2及10表5-21、表4-31得連桿結合面螺紋孔及定位孔工序余量見表4-5：表4-5 加工連桿結合面螺孔及定位孔的各工序余量工藝名稱單面余量（mm）經濟精度工序尺寸（mm）尺寸公差表面粗糙度（um）鉆孔10.5IT1210.510.5H126.3-3

46、.2擴孔5.35IT1115.8515.85H116.3-1.6鉸孔0.15IT716.016H71.6-0.84.2 確定毛坯基本尺寸連桿毛坯的主要加工面為連桿的兩端面、大頭孔、小頭孔、接合面等，次加工面為螺釘孔座面，大、小頭側面定位面等。其中次加工面的毛坯尺寸可按鍛件經濟精度確定，主加工面的毛坯見表4-6所示：表4-6 毛坯各表面加工余量主要表面尺寸毛坯尺寸（mm）總余量（mm）零件尺寸（mm）零件精度零件表面粗糙度（um）小頭端面43.09.034IT126.3大頭端面43.05.038IT13-141.6小頭孔-39IT70.8大頭孔62.87.270IT76.3東北大學畢業設計（論文

47、） 第五章 工序設計第五章 工序設計5.1 切削用量的確定方法 選擇切削用量，就是要在已經選擇好刀具材料和幾何角度的基礎上，合理地確定背吃刀量、進給量和切削速度。合理的切削用量能夠充分利用刀具的切削性能和機床性能。在保證加工質量的前提下，獲得高的生產率和低的加工成本。在大批量生產中，則應科學地、嚴格地選擇切削用量，以充分發揮機床和刀具的作用。 針對不同的加工性質，在選擇切削用量時，考慮的側重點也應有所區別。粗加工主要是為了盡可能多的切除余量，為精加工做準備，因此，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優先選擇盡可能大的背吃刀量，其次是選擇較大的進給量，最后根據刀具耐用度要求和機床

48、剩余的功率，利用切削用量手冊選取或用公式計算來確定合適的切削速度。精加工階段的主要任務是達到圖樣的要求，因此精加工時，首先應保證工件的加工精度和表面質量的要求，故一般選用較小的進給量和背吃刀量，而盡可能選用較高的切削速度。5.1.1 切削深度的選擇 粗加工時切削深度應根據工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。5.1.2 進給量的選擇 粗加工時限制進給量提高的因素主要是切削力。因此，進給量應根據工藝系統的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機

49、床進給機構的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量。5.1.3 切削速度的選擇 粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。5.2 機床、刀具、量具、夾具的選擇 機床的選擇：由于已經根據零件的形狀、精度特點，選擇了加工方法，因此機床的類型也隨之而定。此外，選擇加工設備還要考慮加工經濟精度。由于機床的生產效率應與工件的生產類型相適應，則一般單件小批生產

50、選擇通用機床，大批量生產可選擇高生產效率的專用機床。 選擇刀具：在加工連桿的過程中，采用了銑、鏜、鉆、攻螺紋等多種加工方式，與之相對應的刀具為銑刀、鏜刀、鉆頭、絲錐等，在刀具的選擇過程中，應盡量選擇通用刀具。在中批生產中，不排除在某些工序中使用專用刀具，但專用刀具需要專門制作。 量具選擇：選擇量具的原則是根據被測量對象的要求，在滿足測量精度的前提下，盡量選用操作方便、測量效率高的量具。量具有通用量具（如游標卡尺、千分尺、百分尺、比較儀、量塊等）和各種專用高效量具，其種類的選擇主要應考慮被測尺寸的性質，如內徑、外徑、深度、角度、幾何形狀等以及被測工件的特點，如工件的形狀、大小、精度、生產類型等。

51、本零件屬于大批生產，一般均采用通用量具，且一般按計量器具的測量方法極限誤差選擇。 夾具的選擇：對于大批生產的零件，大多采用專用機床夾具。在保證加工質量、操作方便、滿足高效的前提下，也可部分采用通用夾具。本機械加工工藝規程中所有的工序均采用了專用機床夾具，需專門設計、制造。5.3 時間定額的確定 時間定額是指在在一定的生產規模下，當生產條件正常時，為完成某一工序所需要的時間。它是安排生產計劃、進行成本核算、考核工人任務完成情況的主要依據。工時定額的確定是工序設計的又一內容。完成一個零件的一道工序的時間稱為單件時間。它包括如下組成部分：基本時間。輔助時間，按基本時間的10來估計。其中基本時間和輔助

52、時間的總和稱為作業時間。布置工作地時間，一般可按工序作業時間的27來估計。休息和生理需要的時間，一般按工序作業時間的2來估計。 因此，大批生產時的單件時間：。即。5.4 確定切削用量和基本時間 切削用量包含切削速度、進給量、切削深度。確定的方法是先確定切削深度、進給量，而后確定切削速度。不同的加工性質，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側重點也有所區別。 粗加工時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優先選擇盡可能大的切削深度，其次選擇較大的進給量，最后根據刀具耐用度要求和余下的機床功率，確定合適的切削速度。精加工時，首先應保證工件的加工精度和表面質量要

53、求，故一般選用較小的進給量和切削深度，而盡可能選用較高的切削速度。5.4.1 工序1（粗銑兩端面）切削用量及基本時間的確定切削用量 本工序是粗銑兩端面，材料45鋼，b=670MPa,毛坯材料尺寸：302×120×43.選用立式專用銑床，專用夾具，采用硬質合金端銑刀。使用的量具為0-125，0.02規格的游標卡尺。查5表2.4-72得銑刀平均耐用度為14.4×s,查表2.4-81，取=0.13mm/z,z=8,=200mm,=120mm,v=2.66m/s,=6.9KW,=3mm,f=×z=1.04mm/s;。基本時間 本工序采用銑削，銑常見的符號：Z-銑刀齒數；fz-銑刀每齒進給量（mm/min）;fm-工作臺進給量（mm/min）;fm=fz*z*n;fmz-工作臺的水平進給量（mm/min）;fmc-工作臺的垂直進給量（mm/min）;-銑削寬度（mm）;D-銑刀直徑（mm）.查5表2.5-10得；端面銑刀銑平面的基本時:（5